java中的引用

在JDK 1.2之前，Java对引用的定义很狭隘：如果reference类型的数据中存储的值代表着另一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用；在JDK 1.2之后，Java对引用的概念进行了扩充，将其分为强引用（Strong Reference）,软引用（Soft Reference）,弱引用（Weak Reference）,虚引用（Phantom Reference）

• 强引用
  代码中普遍存在的一种引用，类似于Object o = new Object();，只要强引用还在，垃圾搜集器就不会去回收被引用的对象
  当内存空间不足时，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。 如果强引用对象不使用时，需要弱化从而使GC能够回收，o = null;
  在一个方法的内部有一个强引用，这个引用保存在Java栈中，而真正的引用内容(Object)保存在Java堆中。当这个方法运行完成后，就会退出方法栈，这个对象会被回收。
  但是如果这个o是全局变量时，就需要在不用这个对象时赋值为null，因为强引用不会被垃圾回收。

  public void testStrongReference(){
           Object o = new Object();
           // to do something
  }
  

• 软引用
  如果一个对象只具有软引用，则内存空间充足时，垃圾回收器就不会回收它(哪怕是已经扫描到这些软引用对象)；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。

  软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

   // Strong reference
  Object o = new Object();
  // Soft reference
  SoftReference softReference = new SoftReference<>(o);
  

  当内存不足时，JVM首先将软引用中的对象引用置为null，然后通知垃圾回收器进行回收：

    if(JVM内存不足) {
        // 将软引用中的对象引用置为null
        str = null;
        // 通知垃圾回收器进行回收
        System.gc();
    }
  

  垃圾收集线程会在虚拟机抛出OutOfMemoryError之前回收软引用对象，而且虚拟机会尽可能优先回收长时间闲置不用的软引用对象。对那些刚构建的或刚使用过的"较新的"软对象会被虚拟机尽可能保留，这就是引入引用队列ReferenceQueue的原因。
• 弱引用
  弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。
  下面的代码会让一个弱引用再次变为一个强引用：

    String str = new String("abc");
    WeakReference weakReference = new WeakReference<>(str);
    // 弱引用转强引用
    String strongReference = weakReference.get();
  

  弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中
  WeakReference对象的生命周期基本由垃圾回收器决定，一旦垃圾回收线程发现了弱引用对象，在下一次GC过程中就会对其进行回收。
• 虚引用
  与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。
  虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。 虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：

  虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。

    String str = new String("abc");
    ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
    // 创建虚引用，要求必须与一个引用队列关联
    PhantomReference pr = new PhantomReference(str, queue);
  

  程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要进行垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

引用类型	被垃圾回收时间	用途	生存时间
强引用	从来不会	对象的一般状态	JVM停止运行时终止
软引用	当内存不足时	对象缓存	内存不足时终止
弱引用	正常垃圾回收时	对象缓存	垃圾回收后终止
虚引用	正常垃圾回收时	跟踪对象的垃圾回收	垃圾回收后终止

参考自：

• 理解Java的强引用、软引用、弱引用和虚引用
• 《深入理解Java虚拟机——JVM高级特性与最佳实践（第二版）》